SKKN Một vài phương pháp hướng dẫn học sinh rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm trong giờ học Vật lý cấp THCS

Nội dung text: SKKN Một vài phương pháp hướng dẫn học sinh rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm trong giờ học Vật lý cấp THCS

1. 1 MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH RÈN LUYỆN KỸ NĂNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM TRONG GIỜ HỌC VẬT LÝ CẤP THCS I. ĐẶT VẤN ĐỀ. 1.Tầm quan trọng của vấn đề được nghiên cứu: Làm các thí nghiệm vật lí ở nhà trường là một trong các biện pháp quan trọng nhất để phấn đấu nâng cao chất lượng dạy và học Vật lí. Điều này quyết định bởi đặc điểm của khoa học Vật lí vốn là khoa học thực nghiệm và bởi nguyên tắc dạy học là nguyên tắc trực quan “học đi đôi với hành”. 2. Thực trạng liên quan đến vấn đề đang nghiên cứu: Thường thì, do kinh nghiệm sống học sinh đã có một số vốn hiểu biết nào đó về các hiện tượng Vật lí. Nhưng không thể coi những hiểu biết ấy là cơ sở giúp họ tự nghiên cứu Vật lí bởi vì trước một hiện tượng vật lí, học sinh có thể có những hiểu biết khác nhau, thậm chí là sai. Ví dụ: Học sinh nào cũng thấy được mọi vật rơi là do Trái Đất hút, nhưng không ít học sinh lại cho rằng vật nặng thì rơi nhanh hơn vật nhẹ. Vì vậy, khi giảng dạy Vật lí, giáo viên một mặt phải tận dụng những kinh nghiệm sống của học sinh, nhưng mặt khác phải chỉnh lí, bổ sung, hệ thống hoá những kinh nghiệm đó và nâng cao lên mức chính xác, đầy đủ bằng các thí nghiệm Vật lí, nhờ đó mà tránh được tính chất giáo điều, hình thức trong giảng dạy. Làm các thí nghiệm Vật lí có tác dụng to lớn trong việc phát triển nhận thức của học sinh, giúp các em quen dần với phương pháp nghiên cứu khoa học, vì qua đó các em được tập quan sát, đo đạc, được rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì, điều đó rất cần cho việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp, chuẩn bị cho học sinh tham gia hoạt động thực tế. Do được tận mắt, tự tay tháo lắp các dụng cụ, thiết bị và đo lường các đại lượng, , các em có thể nhanh chóng làm quen với những dụng cụ và thiết bị dùng trong đời sống và sản xuất sau này. Đặc biệt, việc thực hiện các thí nghiệm Vật lí là rất phù hợp với đặc điểm tâm, sinh lí và khả năng nhận thức của học sinh , đặc biệt là học sinh THCS đồng thời tạo điều kiện rèn luyện cho học sinh các kỹ năng thực hành và thái độ ứng xử trong thực hành, cần thiết cho việc học tập Vật lí ở các cấp học trên. 2. Lý do chọn đề tài:
2. 2 Nhận thức sâu sắc được tầm quan trọng của thí nghiệm Vật lí trong việc đáp ứng mục tiêu của bộ môn Vật lí, tôi đã chọn“Một vài phương pháp hướng dẫn học sinh rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm trong giờ học Vật lý ở cấp THCS” làm nội dung sáng kiến của mình. 3. Giới hạn nghiên cứu của đề tài: VËt lý häc lµ mét m«n khoa häc thùc nghiÖm, c¸c hiÖn t­îng vµ qu¸ tr×nh VËt lí còng nh­ lµ kÕt luËn ph¶i ®­îc rót ra sau khi tiÕn hµnh thÝ nghiÖm. Muèn thùc hiÖn ®­îc môc tiªu ®Ò ra th× ®ßi hái häc sinh ph¶i cã kü n¨ng sö dông dông cụ thí nghiệm vËt lí phæ biÕn, l¾p r¸p cũng như biÕt tiÕn hµnh c¸c thÝ nghiÖm ®¬n gi¶n cña m«n VËt lý. Cã nh­ vËy th× c¸c em míi cã kh¶ n¨ng quan s¸t hiÖn t­îng, qu¸ tr×nh vËt lí tõ ®ã míi ph©n tÝch vµ xö lý th«ng tin vµ c¸c d÷ liÖu gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng VËt lý cã l«gÝc, râ rµng vµ chÝnh x¸c ®­îc. Để nắm được kiến thức của bài học một cách tường minh của môn học tự nhiên mang tính khoa học thực nghiệm. Vì trình độ có giới hạn, đề tài chỉ nghiªn cøu chñ yÕu lµ các thí nghiệm Vật lí THCS qua thực tế giảng dạy tại trường, qua đồng nghiệp và qua nghiªn cøu ®óc kÕt tõ c¸c tµi liÖu VËt lý tr­êng THCS. II. CƠ SỞ LÍ LUẬN: 1. Phân loại các thí nghiệm Vật lí: Trong dạy học Vật lí, mỗi thí nghiệm tiến hành trong tiết học đều được quy về một trong hai dạng thí nghiệm sau: 1.1 Thí nghiệm biểu diễn: Thí nghiệm biểu diễn là thí nghiệm do giáo viên trình bày ở trên lớp. Căn cứ vào mục đích, có thể chia thí nghiệm biểu diễn thành 3 loại: a) Thí nghiệm nêu vấn đề: Thí nghiệm này nhằm nêu lên vấn đề cần nghiên cứu tạo ra tình huống có vấn đề làm tăng hiệu quả của dạy học. Ví dụ: Trước khi dạy bài áp suất khí quyển, giáo viên có thể làm thí nghiệm: Đổ đầy một cốc nước rồi đậy lên miệng cốc một mảnh giấy, giữ và lật ngược cốc lại rồi buông tay ra sẽ thấy tờ giấy không rơi. Giáo viên nêu vấn đề cho bài học: “Tại sao lại có hiện tượng đó? Để giải thích được, chúng ta đi vào nghiên cứu bài mới.” b) Thí nghiệm giải quyết vấn đề:
3. 3 Thí nghiệm thuộc bài này được thực hiện giải quyết vấn đề đặt ra sau phần nêu vấn đề. Bao gồm hai loại thí nghiệm: b.1. Thí nghiệm khảo sát: Là thí nghiệm tiến hành nghiên cứu vấn đề đặt ra thông qua đó giáo viên hướng dẫn học sinh đi đến khái niệm cần thiết. Ví dụ: Thí nghiệm về sự sinh ra lực của chất rắn khi dãn nở gặp vật cản. b.2. Thí nghiệm kiểm chứng: Là thí nghiệm dùng để kiểm tra lại những kết luận được suy ra từ lí thuyết. Ví dụ: Thí nghiệm kiểm tra lại hiện tượng suy ra từ lí thuyết ở bài tập 1 – Bài 30: Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái - Vật lí 9. c. Thí nghiệm củng cố: Thí nghiệm thuộc loại này dùng để củng cố kiến thức đã nghiên cứu bao gồm cả những thí nghiệm nói lên ứng dụng của kiến thức Vật lí trong đời sống và trong kỹ thuật. Ví dụ: Khi nghiên cứu về áp suất khí quyển giáo viên có thể làm thí nghiệm ứng dụng để chế tạo ra áp kế như hình vẽ: Hoặc: Khi học về chương âm học (Vật lí 7) có thể cho học sinh làm những chiếc đàn bằng những kiến thức đã học. 2. Thí nghiệm thực hành: Thí nghiệm thực hành Vật lí là thí nghiệm do tự tay học sinh tiến hành dưới sự hướng dẫn của giáo viên. *Phân loại: Với dạng thí nghiệm này có nhiều cách phân loại, tuỳ theo căn cứ để phân loại: a. Căn cứ vào nội dung: Có thể chia thí nghiệm thực hành làm hai loại: a.1. Thí nghiệm thực hành định tính: Loại thí nghiệm này có ưu điểm nổi bật bản chất của hiện tượng. Ví dụ: Thí nghiệm nghiên cứu tính dẫn nhiệt của các chất; nghiên cứu sự nóng chảy, đông đặc của các chất. a.2. Thí nghiệm thực hành định lượng. Loại thí nghiệm này có ưu điểm giúp học sinh nắm được quan hệ giữa các đại lượng vật lí một cách chính xác rõ ràng. Ví dụ: Thí nghiệm nghiên cứu sự cân bằng của đòn bẩy để tìm ra công thức F1/F2 = l2/ l1, thí nghiệm xác định điện trở,
4. 4 b. Căn cứ vào tính chất: Có thể chia thí nghiệm thực hành làm hai loại: b.1. Thí nghiệm thực hành khảo sát. Loại thí nghiệm này học sinh chưa biết kết quả thí nghiệm, phải thông qua thí nghiệm mới tìm ra được các kết luận cần thiết. Loại thí nghiệm này được tiến hành trong khi nghiên cứu kiến thức mới. Ví dụ: Các thí nghiệm nghiên cứu về đặc điểm chung của nguồn âm của bài “nguồn âm” - Vật lí 7. b.2. Thí nghiệm kiểm nghiệm Loại thí nghiệm này được tiến hành kiểm nghiệm lại những kết luận đã được khẳng định cả về lí thuyết và thực nghiệm nhằm đào sâu vấn đề hơn. Ví dụ: Thí nghiệm “Kiểm nghiệm mối quan hệ Q ~ I2 trong định luật Jun - Lenxơ” - Vật lí 9. c. Căn cứ vào hình thức tổ chức thí nghiệm: Có thể chia thí nghiệm thực hành thành 3 loại: c.1. Thí nghiệm thực hành đồng loạt. Loại thí nghiệm này tất cả các nhóm học sinh đều cùng làm một thí nghiệm, cùng thời gian và cùng một kết quả. Đây là thí nghiệm được sử dụng nhiều nhất hiện nay vì có nhiều ưu điểm. Đó là: + Trong khi làm thí nghiệm các nhóm trao đổi giúp đỡ nhau và kết quả trung bình đáng tin cậy hơn. + Việc chỉ đạo của giáo viên tương đối đơn giản vì mọi việc uốn nắn hướng dẫn, sai sót, tổng kết thí nghiệm đều được hướng dẫn đến tất cả học sinh. Bên cạnh những ưu điểm, còn một số hạn chế: + Do trình độ các nhóm không đồng đều nên có nhóm vội vàng trong khi thao tác dẫn đến hạn chế kết quả. + Đòi hỏi nhiều bộ thí nghiệm giống nhau gây khó khăn về thiết bị. c.2. Thí nghiệm thực hành loại phối hợp: Trong hình thức tổ chức này học sinh được chia thành nhiều nhóm khác nhau, mỗi nhóm chỉ làm thí nghiệm một phần trong thời gian như nhau, sau đó phối hợp các kết quả của các nhóm lại sẽ được kết quả cuối cùng. Ví dụ: Trong bài “Công thức tính nhiệt lượng” - Vật lí 8. Giáo viên phân công: + Nhóm 1, 2: Tiến hành thí nghiệm khảo sát quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên và khối lượng của vật.
5. 5 + Nhóm 3, 4: Tiến hành thí nghiệm khảo sát quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên và độ tăng nhiệt độ của vật. + Nhóm 5, 6: Tiến hành thí nghiệm khảo sát quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên với chất làm vật. =>Kết quả thí nghiệm của các nhóm khái quát thành công thức tính nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên: Q = m.c. t -Ưu điểm của loại thí nghiệm này: + Rèn luyện cho học sinh ý thức lao động tập thể. + Kích thích tinh thần thi đua làm việc giữa các nhóm. -Một số hạn chế của loại thí nghiệm này: Mỗi nhóm không được rèn luyện đầy đủ các kĩ năng làm toàn diện thí nghiệm. Vì vậy cần khắc phục bằng cách cho các nhóm luân phiên nhau làm lại thí nghiệm. d. Thí nghiệm thực hành cá thể: Trong hình thức tổ chức này các nhóm học sinh làm thí nghiệm trong cùng thời gian hoặc cùng đề tài nhưng dụng cụ và phương pháp khác nhau. Ví dụ: Thí nghiệm nghiên cứu sự nhiễm điện do cọ xát - Vật lí 7. -Ưu điểm của loại thí nghiệm này: Giảm được khó khăn về bộ thí nghiệm. -Một số hạn chế của loại thí nghiệm này:Việc hướng dẫn của giáo viên rất phức tạp. Vì vậy hình thức này đòi hỏi tính tự lực cao nên chỉ thích hợp cho các lớp trên. * CÁC LOẠI BÀI HỌC THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH VẬT LÍ: 1. Thí nghiệm thực hành khảo sát đồng loạt lớp: Trong kiểu bài này tất cả các nhóm học sinh cùng làm thí nghiệm khảo sát trong giờ học thay cho thí nghiệm biểu diễn của giáo viên để nhận thức kiến thức mới. Nội dung có thể là định tính hay định lượng. 2. Thí nghiệm thực hành kiểm nghiệm đồng loạt lớp: Loại thí nghiệm này thường sử dụng cho thí nghiệm định lượng. Ví dụ: Thí nghiệm kiểm nghiệm độ lớn của lực đẩy acsimét - Vật lí 8 3. Thí nghiệm thực hành ở ngoài lớp: Giáo viên hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm ở nhà với mục đích chuẩn bị bài sau hoặc củng cố bài học. Ví dụ: Thí nghiệm làm dàn của học sinh ở bài tập 10.4, 10.5 – Bài tập Vật lí 7. Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng khuếch tán với dung dịch đồng sunfát (CuSO 4) - Vật lí 8.
6. 6 III. Cơ sở thực tiễn: Trước đây, qua trực tiếp đứng lớp giảng dạy và qua dự giờ các đồng nghiệp tại trường THCS Quang Trung, tôi nhận thấy hầu hết trong các tiết học vật lí không có thí nghiệm, hay những dụng cụ thí nghiệm đã hỏng, mà GV phải dùng thí nghiệm ảo thường nội dung kiến thức cần thu được mang tính áp đặt, học sinh lĩnh hội kiến thức một cách thụ động. Bên cạnh đó, có những tiết học có sử dụng dụng cụ thí nghiệm, nhưng học sinh lại không có kỹ năng thực hành thì làm mất rất nhiều thời gian của tiết học. Thậm chí không thể rút ra kiến thức mới Qua thời gian trăn trở, tôi nhận thấy ở những tiết học mà học sinh có kỹ năng thực hành thí nghiệm vật lí, thì học sinh làm việc rất tích cực và hoạt động sôi nổi hơn. Đặc biệt, lượng kiến thức thu được dường như được các em nạp ngay tại trường. Kết quả là học sinh rất hứng thú khi giờ học Vật lí bắt đầu. Nào :Thí nghiệm vật lí. Tiết học đã được chuyển tải một cách nhẹ nhàng, học sinh lĩnh hội tri thức một cách hứng thú, nội dung bài học được chuyển tải cũng nhanh hơn, một cách trọn vẹn hơn. IV. Nội dung nghiên cứu: 1. Đối với thí nghiệm biểu diễn: Để nâng cao chất lượng và hiệu quả của các thí nghiệm biểu diễn, bản thân tôi luôn có gắng thực hiện tốt các nội dung sau: 1.1. Thí nghiệm phải đảm bảo thành công: Nếu thí nghiệm thất bại học sinh sẽ mất tin tưởng vào bài học và ảnh hưởng xấu đến uy tín của giáo viên. Muốn làm tốt được điều này, giáo viên phải: -Am hiểu bản chất của các hiện tượng vật lí xảy ra trong thí nghiệm. -Nắm vững cấu tạo, tính năng, đặc điểm của từng dụng cụ thí nghiệm cùng với những trục trặc có thể xảy ra để biết cách kịp thời khi phải sửa chữa. Muốn vậy, giáo viên phải làm trước nhiều lần trong khi chuẩn bị bài.